【生物】生態(tài)系統(tǒng)的能量流動第一課時課件 2023-2024學(xué)年高二上學(xué)期生物人教版選擇性必修2

ENERGY第二節(jié)生態(tài)系統(tǒng)的能量流動ENERGYLITERACY核心素養(yǎng)核心素養(yǎng)概述生態(tài)系統(tǒng)能量流動的實踐意義。嘗試調(diào)查農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)能量流動情況，探討研究能量流動的實踐意義，形成合理利用資源應(yīng)遵循生態(tài)學(xué)原理和可持續(xù)發(fā)展的觀念。生命觀念分析生態(tài)系統(tǒng)能量流動的過程和特點。科學(xué)探究通過推算生態(tài)系統(tǒng)的能量傳遞效率，來解決相關(guān)問題，培養(yǎng)學(xué)生的分析、推理、綜合的思維能力。社會責(zé)任科學(xué)思維分析生態(tài)系統(tǒng)能量的變化，發(fā)展學(xué)生的思維遷移能力。課標(biāo)要求課標(biāo)要求說出生態(tài)系統(tǒng)能量流動的概念。-01-分析生態(tài)系統(tǒng)能量流動的過程和特點。-02-概述研究生態(tài)系統(tǒng)能量流動的意義。-03-你認(rèn)為哪種生存策略能讓你維持更長的時間來等待救援？1.先吃雞，再吃玉米。2.先吃玉米，同時用一部分玉米喂雞，吃雞產(chǎn)下的蛋，最后吃雞。IMPORT新課導(dǎo)入新課導(dǎo)入假設(shè)你流落在一個荒島上，那里除了有能飲用的水，幾乎沒有任何食物。身邊尚存的食物：1只母雞、15kg玉米。能量流動能量流動生態(tài)系統(tǒng)中能量的輸入、傳遞、轉(zhuǎn)化和散失的過程，稱為生態(tài)系統(tǒng)的能量流動。概念1.就“玉米→雞→人”這條食物鏈中的雞而言，能量是如何輸入、儲存和散失的？2.如果對象是一個種群，能量又如何輸入、儲存和散失的？3.我們研究生態(tài)系統(tǒng)的能量流動的對象應(yīng)該是什么，個體或群體？思考研究能量流動研究能量流動對于雞這一個體來說，能量流動應(yīng)該如下表示：攝入同化同化：攝入的食物經(jīng)過消化和吸收后轉(zhuǎn)變成自身需要的物質(zhì)，并儲存能量。用于生長發(fā)育繁殖人攝入被分解者利用遺體、糞便等呼吸作用散失(熱能)呼吸作用散失(熱能)攝入量=同化量+糞便量研究能量流動研究能量流動能量流經(jīng)一個種群的情況如下圖所示：若以種群為整體來研究，則左圖可以概括成下圖形式：儲存在體內(nèi)的能量呼吸作用散失的能量個體1……能量輸入儲存在體內(nèi)的能量呼吸作用散失的能量儲存在體內(nèi)的能量呼吸作用散失的能量個體2個體3能量輸入種群能量存儲能量散失研究能量流動研究能量流動生態(tài)系統(tǒng)能量流動的研究一般在群體水平上進(jìn)行。將群體視為一個整體進(jìn)行研究是系統(tǒng)科學(xué)常用的研究方法。深入內(nèi)部考察個體整合局部環(huán)節(jié)規(guī)律探索系統(tǒng)動態(tài)規(guī)律如果將一個營養(yǎng)級中的所有種群作為一個整體，那么將概括為何種形式呢？研究能量流動研究能量流動草兔鷹試著用流程圖的形式表示能量在食物鏈中的流動過程。以“草→兔→鷹”例，了解能量在食物鏈的流動情況。生產(chǎn)者初級消費者次級消費者第一營養(yǎng)級第二營養(yǎng)級第三營養(yǎng)級能量流動的過程以“草→兔→蛇→鷹”為例，分析能量在食物鏈的流動情況。生產(chǎn)者

消費者(草食性動物)

消費者

消費者(肉食性動物)(肉食性動物)初級次級三級攝入攝入攝入呼吸呼吸呼吸呼吸分解者(細(xì)菌、真菌等)呼吸光合固定太陽能（光能）能量流經(jīng)第一營養(yǎng)級1%可見光太陽光生產(chǎn)者通過

作用固定光合通過呼吸作用以

形式散失熱能用于生長、發(fā)育和繁殖流向

營養(yǎng)級下一被

利用分解者未被利用能量流經(jīng)第二營養(yǎng)級初級消費者

攝入量初級消費者

同化量用于生長發(fā)育繁殖次級消費者攝入呼吸作用散失分解者利用遺體殘骸呼吸作用散失糞便屬于上一營養(yǎng)級的同化量初級消費者同化能量流經(jīng)第二營養(yǎng)級下一營養(yǎng)級上一營養(yǎng)級呼吸作用散失遺體殘骸分解者思考討論各營養(yǎng)級的能量來源是什么？初級消費者體內(nèi)的能量有哪些去路?能量來源生產(chǎn)者的能量主要來自太陽能消費者的能量來自上一營養(yǎng)級同化的能量①呼吸作用消耗②流入下一營養(yǎng)級③被分解者分解利用④未利用（暫時）能量去路能量流經(jīng)第二營養(yǎng)級初級消費者的攝入量糞便量同化量呼吸作用散失用于生長、發(fā)育、繁殖遺體殘骸分解者次級消費者攝入次級消費者的同化量糞便量上一營養(yǎng)級（生產(chǎn)者）的同化量屬于初級消費者的同化量公式小結(jié)用于生長、發(fā)育、繁殖攝入量=糞便量+同化量同化量=用于生長、發(fā)育、繁殖+呼吸作用散失=流向下一營養(yǎng)級的能量+流向分解者的能量生態(tài)系統(tǒng)能量流動過程呼吸作用呼吸作用呼吸作用呼吸作用分解者呼吸作用殘枝敗葉+初級消費者的糞便量遺體殘骸+次級消費者的糞便量遺體殘骸+三級消費者的糞便量遺體殘骸+四級消費者的糞便量能量流動方向：上一營養(yǎng)級流向下一營養(yǎng)級菱形面積越來越小，表示：_____________________________________________儲存在某營養(yǎng)級生物體內(nèi)的能量越來越少。生態(tài)系統(tǒng)能量流動過程生產(chǎn)者固定的太陽能形式途徑有機物中的化學(xué)能食物鏈和食物網(wǎng)形式過程熱能太陽能→有機物中化學(xué)能→熱能有機物中化學(xué)能熱能呼吸作用思考·討論1.生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動和轉(zhuǎn)化是否遵循能量守恒定律？為什么？2.流經(jīng)某生態(tài)系統(tǒng)的能量能否再回到這個生態(tài)系統(tǒng)中來？為什么？思考·討論遵循能量守恒定律。能量在生態(tài)系統(tǒng)中流動、轉(zhuǎn)化后，一部分儲存在生態(tài)系統(tǒng)生物體的有機物中，另一部分在呼吸作用中以熱能的形式散失，兩者之和與流入生態(tài)系統(tǒng)的能量相等。1.生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動和轉(zhuǎn)化是否遵循能量守恒定律？為什么？思考·討論不能。2.流經(jīng)某生態(tài)系統(tǒng)的能量能否再回到這個生態(tài)系統(tǒng)中來？為什么？能量只能沿著食物鏈和食物網(wǎng)單向流動。且隨著營養(yǎng)級別越來越高，獲取的能量越來越少。分析賽達(dá)伯格湖的能量流動20世紀(jì)30年代末，美國生態(tài)學(xué)家林德曼在美國賽達(dá)伯格湖對該湖泊生態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行了開拓性的研究工作。通過定位、定量的測定工作，對湖泊生態(tài)系統(tǒng)中各類生物有機體的生物量、營養(yǎng)關(guān)系及與環(huán)境之間的能量關(guān)系進(jìn)行了調(diào)查和研究，取得了從一個營養(yǎng)級到另一個營養(yǎng)級物質(zhì)與能量移動的本質(zhì)了解，創(chuàng)立了營養(yǎng)動態(tài)觀點。RaymondLindeman林德曼（1915-1942）分析賽達(dá)伯格湖的能量流動賽達(dá)伯格湖的能量流動分析賽達(dá)伯格湖的能量流動生物群落流入能量流出能量

(輸入下一個營養(yǎng)級)流出\流入（傳遞效率）生產(chǎn)者植食性動物肉食性動物

分解者

464.662.813.52%62.812.620.06%12.614.6相鄰兩個營養(yǎng)級之間的能量傳遞效率=下一營養(yǎng)級同化量本營養(yǎng)級同化量思考·討論1.從方向上看，能量流動是否會逆轉(zhuǎn)，能不能循環(huán)流動？為什么？不會逆轉(zhuǎn)，不能循環(huán)流動。（1）生態(tài)系統(tǒng)各營養(yǎng)級間取食和被食的關(guān)系是不可逆的。（2）各營養(yǎng)級通過呼吸作用散失的熱能不能再被生物利用。思考·討論2.從能量傳遞效率上看，能量為什么不能百分之百從一個營養(yǎng)級流到下一個營養(yǎng)級？①各營養(yǎng)級的能量都有一部分通過呼吸作用散失。②一部分未被下一營養(yǎng)級利用。③一部分被分解者分解。能量流動的特點1.生態(tài)系統(tǒng)中的能量是單向流動的。2.能量在流動過程中逐級遞減。能量傳遞效率：一般10~20%能量流動的特點營養(yǎng)級數(shù)量：一般不超過5個營養(yǎng)級任何生態(tài)系統(tǒng)都需要不斷得到來自系統(tǒng)外的能量補充，以便維持生態(tài)系統(tǒng)的正常功能。知識小結(jié)知識小結(jié)1.能量流動是生態(tài)系統(tǒng)三大基本功能之一。生態(tài)系統(tǒng)中，能量沿食物鏈流動時，每個營養(yǎng)級都有能量輸入、轉(zhuǎn)化、傳遞和散失。2.生態(tài)系統(tǒng)中，能量沿食物鏈單向流動并逐級遞減。3.生命是開放的系統(tǒng)，時刻進(jìn)行著物質(zhì)和能量的輸入和輸出，以維持生態(tài)系統(tǒng)的正常功能。4.建立模型與定量分析是生態(tài)系統(tǒng)研究的常用方法。當(dāng)堂檢測當(dāng)堂檢測1.下列關(guān)于生態(tài)系統(tǒng)能量流動的敘述，正確的是（）A.營養(yǎng)級數(shù)量越多，相鄰營養(yǎng)級之間的能量傳遞效率就越低B.各個營養(yǎng)級具有的能量與其平均體重成正相關(guān)C.動物同化的能量不包括其燕便中的能量，糞便中的能量屬于上一營養(yǎng)級D.營養(yǎng)級所處的位置越高，該營養(yǎng)級所具有的總能量就越多C當(dāng)堂檢測當(dāng)堂檢測2.假設(shè)某初級消費者攝入的能量為a，其糞便中的能量為b，通過呼吸作用散失的能量為c，用于生長、發(fā)育和繁殖的能量為，則理論上流入次級消費者的能量最多為（）A.（a+b）×20%B.（c+d）×20%C.（a-c）×20%D.（b+d）×20%B當(dāng)堂檢測當(dāng)堂檢測3.下列有關(guān)生態(tài)系統(tǒng)中食物鏈與能量流動的敘述，不正確的是(

)A.能量經(jīng)食物鏈流動時只能從較低的營養(yǎng)級流向較高的營養(yǎng)級B.食物鏈越長,最高營養(yǎng)級獲得的能量越少C.初級消費者含有的能量越多,次級消費者獲得的能量越少D.生態(tài)系統(tǒng)中的能量最終以熱能的形式散失到環(huán)境中C當(dāng)堂檢測當(dāng)堂檢測4.已知各營養(yǎng)級之間的能量傳遞效率均為10%，若草固定的能量相同，則下面哪一條途徑鷹獲得的能量最多?(

)ABC.草→昆蟲→青蛙→蛇→鷹 D.草→昆蟲→食蟲鳥→鷹A當(dāng)堂檢測當(dāng)堂檢測5.下圖食物網(wǎng)中的貓頭鷹體重每增加20g，至